UIKit控件

现在要开启我们的“UI工程师”之旅了。

写UI的第一步，就是要先知道苹果爸爸给我们提供了怎样的控件，毕竟每个控件都要自己完成的话也太耗费精力啦。

首先来一个经典的iOS控件继承图，接下来可以参照这个图进行讲解：

（因为我原本是学Android的，所以在讲解iOS的过程中可能会增加一些Android、Java的对比讲解）

一、UIResponder

（苹果的文档：UIResponder）

UIResponder是UIApplication、UIView、UIViewController的基类，它是响应和处理事件的一个抽象接口。

UIResponder构成UIKit应用程序的事件处理主干。UIApplicaiton也是Responder，事件发生的时候，UIKit会将事件派分到应用程序的根Responder，根据事件响应链进行传播和响应。（责任链模式）这些事件包括：触摸事件、移动事件、远程控制事件和按下事件。

事件分发详细讲解（//TODO:链接）

二、UIViewController

（苹果的文档：UIViewController）

1.职责

UIViewController应该对应安卓里面的Acitvity，但有些方面又不完全一致。

ViewController的主要工作包括：

更新view、管理view、修改view数据
响应用户的交互
管理view布局、调整view大小

2.对比UIViewController和Activity

在这里我基于我目前的理解，做一个简单的对比（往后还有新的理解体会，会继续补充）：

UIViewController：（iOS）

每个UIViewController都有对应的一个View
每个应用程序都有一个rootViewController，可以为它添加子ViewController，可以调用方法来弹出新的ViewController
UIViewController可以嵌套，层级可以由程序员控制
deepLink（深度链接，其他应用可以直接链接到某一应用的指定页面）的话，还需要自己处理跳转（等我先学学）

Activity：（安卓）

每个Acitivity都有一个RootView（ViewGroup）
每个App可以有多个任务栈和多个Activity，Acitivity之间的关系相对平等，不可嵌套
Activity是四大组件之一，一系列的Activity由任务栈管理
Activity可以作为一个共享的界面组件给其他应用程序使用
Android也有对应的deepLink机制

3.常接触到的UIViewController

UITableViewController
UINavigationController
- UIImagePickerController
- UIVideoEditorController
UITabBarController
UICollectionViewController

三、UIView

（苹果的文档：UIView）

UIView在安卓里面就是对应View，但是安卓还区分了View和ViewGroup，只有ViewGroup能够添加子View，而iOS并不区分这两者。

1.View的渲染

UIView在界面中表示一个矩形的图形控件，作为事件响应的一个单元存在；管理控件图形的显示和，但不做具体的显示和渲染工作，显示内容的工作交给CALayout来做。

对于这点我觉得安卓的图形渲染和显示也与这个有类似，安卓是这样的：

安卓中，View和ViewGroup负责参与事件响应链，还负责对自己及子View的进行mesure大小测量、layout布局、以及draw发起绘制（并不实际参与绘制）。
View不负责显示，而负责做显示工作的是surface（绘图表面）。但是View和surface并不是一一对应的，正常情况下，一个Activity只有一个surface，里面的所有View都在同一个surface上进行绘制（但是每个View都会有自己的canvas画布，作为绘制的入口），只有如SurfaceView这类视图控件，才会有自己独立的surface。
SurfaceFlinger是安卓中的一个负责显示的服务，它与每个要显示的surface是服务端与客户端的关系，每一个surface在SurfaceFlinger中作为一个layer存在。
SurfaceFlinger和需要显示服务的客户端之间通过一块匿名共享内存进行数据交换，这块匿名共享内存中被封装成一个个栈帧SharedBufferStack，每个栈帧表示一块绘图缓冲区，图像就在缓冲区中绘制。绘制完成后，前台显示的图像与在后台事先绘制好的图像交换，这样就完成了一帧的显示。这个机制叫双缓冲机制，能够防止在绘制过程中因为图像覆盖的原因导致的图像闪烁问题，不过实际上安卓并不止“双”缓冲，使用surfaceView来测试时，可以看到实际上是多个缓冲区图像在轮换。

以上提到的双缓冲机制十分常见，特别是在游戏这种对帧率有要求的程序中常有应用，iOS中的渲染也有用到。一个十分经典的示意图如下：

渲染的流程是这样的，硬件时钟会发出VSync（垂直同步信号），然后App的代码会使用CPU会去计算屏幕要显示的内容，之后将计算好的内容提交到GPU去渲染。随后，GPU将渲染结果提交到帧缓冲区，等到下一个VSync到来时将缓冲区的帧显示到屏幕上。

通常的屏幕显示是一秒60帧，如果CPU或者GPU没能在16.7ms时间内产生一帧画面，则会导致掉帧和界面卡顿。

掉帧的解决方式：

iOS：

iOS的优化分为CPU和GPU两部分，CPU方面，将以下操作放到子线程中：
- 对象创建、调整、销毁
- 预排版（布局计算、文本计算、缓存高度等等）
- 预渲染（文本等异步绘制，图片解码等）
GPU方面可以优化的有：
- 减少纹理渲染，视图混合的工作量
- 尽量避免GPU离屏渲染。通常GPU在做渲染的时候是很快的，但是涉及到离屏渲染的时候情况就可能有些不同，因为需要额外开辟一个新的缓冲区进行渲染，然后绘制到当前屏幕的过程需要做onscreen跟offscreen上下文之间的切换，这个过程的消耗会比较昂贵。GPU离屏渲染何时会触发呢？
  - 为图层设置遮罩（layer.mask）
  - 将图层的layer.masksToBounds / view.clipsToBounds属性设置为true
  - 将图层layer.allowsGroupOpacity属性设置为YES和layer.opacity小于1.0
  - 为图层设置阴影（layer.shadow *）。
  - 为图层设置layer.shouldRasterize=true
  - 具有layer.cornerRadius，layer.edgeAntialiasingMask，layer.allowsEdgeAntialiasing的图层文本（任何种类，包括UILabel，CATextLayer，Core Text等）。
  - 使用CGContext在drawRect :方法中绘制大部分情况下会导致离屏渲染，甚至仅仅是一个空的实现。

关于iOS为什么在进行这些操作时会离屏渲染，有篇文章讲得还不错：关于iOS离屏渲染的深入研究 github上也有一篇讲性能优化的

Android:

App的绘制工作一般都在主线程中进行，不要在主线程中做太多工作，这样会导致主线程无法按时接收到绘制的消息。
简化界面布局的复杂程度，使用来进行布局优化。
防止过度绘制。过度绘制是指画面中同一个像素，因为图像覆盖的原因被绘制多次。将控件的背景设置为透明可以让过度绘制的区域减少。可以在开发者选项中打开Show GPU Overdraw选项，查看过度绘制情况。
如果仍然不能满足性能需求，可以使用surfaceView等控件，它们允许在后台线程进行绘制。

2.各个VIew的详细介绍(慢慢补齐链接吧)

UINavigationBar
UIPickerView
UIImageView
UIControl
- UIButton
- UITextField
- UISegmentedControl
- UISwitch
- UISlider
- UIDataPicker
- UIPageControl
UISrcollView
- UITableView
- UICollectionView
- UITextView
UITableViewCell
UIActivityIndicatorView
UIProgressView
UILabel
UIWebView
UISearchBar
UIAlertView
UIWindow
UIActionSheet
UITableBar
UIToolBar

四、UIApplication

（苹果的文档：UIApplication）

在安卓中也有Application类，我认为职责应该差不多。

UIApplication对象是应用程序的象征。
每一个应用程序都有自己的UIApplication对象，而且是单例。
一个iOS程序启动后创建的第一个对象就是UIApplication对象。
通过UIApplication *app = [UIApplication sharedApplication];可以获得这个单例对象。
利用UIApplication对象能进行一些应用级别的操作。

UIApplication详细讲解（//TODO:链接）

五、结语

至此，UIKit控件的简要介绍就结束了，链接的内容可以慢慢阅读，或者作查询用。

附上UIKit框架更完整的继承图：

六、参考文章：

iOS 的离屏渲染

UI相关：事件传递，图像显示，性能优化，离屏渲染